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06-17
雷锋注：【图片来源：MIT CSAIL 所有者：MIT CSAIL】数据压缩技术之一就是通过消除冗余来释放存储容量。
提高计算速度或带来其他好处。
然而，在当前的计算机系统中，访问主存储器是昂贵的。
因此，在内存中使用数据压缩技术有助于降低数据提取的频率和数据量，提高设备性能。
一般来说，现代设备以固定大小的块来管理和传输数据，而传统的压缩技术必须对这些块进行操作。
然而，软件并不使用固定大小的块来存储数据，而是使用对象。
这种数据结构可以容纳各种类型的数据，其大小可大可小。
因此，使用传统的数据压缩技术很难处理对象。
在本周 ACM 国际编程语言和操作系统架构支持会议上首次发表的一篇论文中，麻省理工学院的研究人员描述了第一种“跨存储层次结构压缩对象”的技术。
该技术减少了内存使用量，同时还提高了性能和效率。
研究人员用改进的Java虚拟机进行了实验，结果表明，与传统的压缩方法相比，这种新技术可以压缩两倍的数据，并减少一半的内存使用量。
CSAIL 的研究生、该论文的第一作者 Po-An Tsai 表示，“我们试图提出一种可以执行对象压缩的新存储层次结构，因为大多数现代编程语言都以对象的形式管理数据。
” 合著者、计算机科学和电气工程教授、CSAIL 研究员 Daniel Sanchez 补充道，“所有计算机系统都将从这项新技术中受益，程序运行速度会更快，因为它不再受到内存带宽的限制。
“由于 Java、Python 和 Go 等现代编程语言以对象的形式管理数据，因此这项新技术对程序员来说特别实用。
在不久的将来，我们将看到速度更快或能够同时运行更多应用程序的设备。
有限制。
传统的结构将数据以块的形式存储在高速缓冲存储器（Cache）中。
最近访问的块会在这里上升（上图中的黄色层）。
这里的空间虽小，但访问速度却很快。
旧块将下降，最终返回主内存（上面的蓝色层）。
虽然这种数据传输非常灵活，但成本也很高。
在数据传输过程中，如果目标数据已不在缓存中，则缓存必须访问主存，大范围查找数据的地址。
如下图所示，Cache访问主存并返回的时间大约为～cycles。
它需要太长的时间并且有局限性。
通过老桑切斯的创新发现了传统模式的局限性。
他想，“既然现代编程语言中数据管理的单位是对象，为什么我们不构建一个处理对象的存储层次结构呢？”因此，研究人员采用了之前的传统模型。
对存储层次结构进行了改进，以方便直接处理对象。
1. Hotpad/pad 在去年 10 月发表的一篇论文中，研究人员详细介绍了一种名为 Hotpad 的系统，该系统可用于存储对象。
因为这个系统的各个层次都是密切相关的，所以也可以称为pad。
整个结构基于芯片存储器，效率高且不需要复杂的搜索，因为程序可以直接引用整个焊盘中所有对象的位置。
新分配的或最近引用的对象以及它们指向的对象都保持在最快的级别以便快速访问。
当这一层被填满后，系统就开始“筛选”。
筛选过程会保留最近引用的对象，但较旧的对象会被推到较慢的层。
此外，系统还会删除不再有用的对象以释放空间。
随后，每个对象的指针都会更新为指向新对象的位置。
这样，程序访问对象的成本比通过缓存层查找要低得多。
2.Zippad 研究人员还设计了一种名为Zippad的技术，利用Hotpad系统来压缩对象。
对象首次在更快的层次结构中启动时会被解压缩，但当它们被下推时会再次压缩。
另一方面，跨级别的所有对象都指向那些压缩的对象，这使得它们可以轻松地恢复到更快的级别，并且比传统技术下存储得更紧凑。
3. 基础对象 与以前的技术相比，这项新技术还提供了更多的压缩机会，以前的技术仅限于在固定大小的块中查找冗余。
首先，算法选择几个有代表性的对象作为基本对象。
然后，每当添加新对象时，算法都会比较基础对象和新对象，然后存储它们之间的不同数据。
卡内基梅隆大学电气与计算机工程助理教授 Brandon Lucia 很欣赏这项新技术，因为它利用了编程语言的特性，可以更好地执行压缩工作。
他说：“这项工作的有趣之处在于，它利用对象的抽象来使内存压缩更加有效，从而使系统更快、更高效，具有新的计算机架构特性。
”雷锋网注：本文编译自MIT CSAIL，部分内容来源于网络。
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